2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程 第4課 聰明的按鍵-教學設計

2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程第4課聰明的按鍵-教學設計科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程第4課聰明的按鍵-教學設計教材分析2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程第4課《聰明的按鍵》教學設計，本課結合mixly軟件與Arduino板，讓學生通過編程學習控制按鍵的功能，培養(yǎng)學生的邏輯思維和編程能力。教學內容緊密聯系課本，貼近實際，有助于提高學生的實踐操作能力和創(chuàng)新意識。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生信息意識，理解編程與生活實際的聯系；提升問題解決能力，通過編程解決按鍵控制問題；增強實踐操作能力，通過動手實踐加深對編程概念的理解；發(fā)展創(chuàng)新思維，鼓勵學生在編程中探索新的解決方案。學情分析本節(jié)課針對的是小學高年級的學生，他們已經具備一定的計算機操作基礎，對編程有初步的認識和興趣。在知識方面，學生對基本的邏輯思維和數學概念有一定了解，但編程知識相對較少。在能力方面，學生的動手實踐能力和解決問題的能力正在逐步提升，但獨立思考和創(chuàng)新能力有待加強。在素質方面，學生的合作意識和團隊精神逐漸形成，但部分學生可能存在依賴性強、自主學習能力不足的問題。

這些學情特點對課程學習有一定影響。首先，學生在面對編程問題時，可能會因為缺乏編程經驗而感到困惑，需要教師引導和耐心講解。其次，學生在編程過程中可能會遇到困難，需要教師及時提供幫助和指導，幫助他們克服困難。此外，學生的合作意識和團隊精神有助于他們在編程項目中共同解決問題，但也需要教師引導他們合理分工、有效溝通。

針對以上學情，本節(jié)課將采用分層教學和互動式教學，關注學生的個體差異，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的編程思維和實踐能力。同時，注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新意識，提高他們在面對問題時解決問題的能力。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：通過講解編程概念和操作步驟，幫助學生建立基本框架。

2.實驗法：引導學生動手實踐，通過編程操作按鍵，體驗編程樂趣。

3.討論法：組織學生討論編程過程中的問題和解決方案，培養(yǎng)團隊合作能力。

教學手段：

1.多媒體設備：利用PPT展示編程知識，提高教學直觀性。

2.教學軟件：使用mixly軟件進行編程操作，讓學生直觀感受編程過程。

3.互動平臺：利用在線互動平臺，鼓勵學生提問和分享，增強學習互動性。教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

-教師通過提問：“同學們，你們在日常生活中遇到過哪些需要按鍵控制的情況？”引入話題。

-展示生活中常見的按鍵控制的例子，如電視遙控器、電腦鍵盤等，激發(fā)學生興趣。

-提出本節(jié)課的學習目標：“今天我們將學習如何通過編程來控制按鍵，實現智能化操作。”

2.新課講授（用時15分鐘）

-第一條：講解mixly軟件的基本操作，包括搭建電路、編寫代碼等。

-教師演示如何連接Arduino板和mixly軟件，讓學生了解編程環(huán)境。

-舉例說明如何搭建簡單的電路，讓學生熟悉電路連接方式。

-第二條：講解按鍵的工作原理和編程方法。

-通過動畫或實物展示按鍵的工作過程，讓學生理解按鍵的工作原理。

-介紹mixly軟件中控制按鍵的函數和語法，引導學生編寫簡單的按鍵控制代碼。

-第三條：講解按鍵的擴展功能，如按鍵長按、按鍵連續(xù)點擊等。

-通過實際操作，讓學生體驗按鍵的不同功能。

-引導學生思考如何通過編程實現按鍵的擴展功能。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-第一條：學生獨立完成按鍵控制實驗。

-教師發(fā)放實驗材料，包括Arduino板、按鍵等。

-學生按照指導書上的步驟，連接電路、編寫代碼，實現按鍵控制。

-第二條：學生分組進行拓展實驗，實現按鍵的擴展功能。

-教師提出拓展要求，如按鍵長按、按鍵連續(xù)點擊等。

-學生分組討論，共同解決問題，實現拓展功能。

-第三條：學生展示實驗成果，教師點評。

-學生展示自己的實驗成果，分享心得體會。

-教師對學生的實驗成果進行點評，指出優(yōu)點和不足。

4.學生小組討論（用時10分鐘）

-第一方面：討論按鍵控制在實際生活中的應用。

-學生舉例說明按鍵控制在家電、交通工具等領域的應用。

-第二方面：討論如何優(yōu)化按鍵控制程序。

-學生提出優(yōu)化建議，如簡化代碼、提高程序效率等。

-第三方面：討論如何提高編程技能。

-學生分享學習心得，如多實踐、多思考、多交流等。

5.總結回顧（用時5分鐘）

-教師總結本節(jié)課的重點內容，如按鍵控制的基本原理、編程方法等。

-舉例說明本節(jié)課的重難點，如按鍵擴展功能的實現、編程思維的培養(yǎng)等。

-鼓勵學生在課后繼續(xù)學習，提高自己的編程能力。學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.編程能力的提升

-學生通過本節(jié)課的學習，掌握了使用mixly軟件編寫簡單的按鍵控制代碼，實現了基本的按鍵功能。

-學生能夠將現實生活中的按鍵控制需求轉化為編程實現，提高了編程的實際應用能力。

-學生在實踐活動中，通過自主搭建電路、編寫代碼，鍛煉了編程思維和問題解決能力。

2.邏輯思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展

-學生在學習和實踐中，不斷思考如何優(yōu)化按鍵控制程序，培養(yǎng)了邏輯思維和創(chuàng)新能力。

-學生在小組討論中，提出了一系列優(yōu)化建議，如簡化代碼、提高程序效率等，展示了創(chuàng)新思維。

3.團隊合作和溝通能力的提高

-學生在小組活動中，通過分工合作，共同完成拓展實驗，提高了團隊合作能力。

-學生在討論中積極發(fā)言，分享學習心得，促進了學生之間的溝通與交流。

4.信息意識的形成

-學生通過本節(jié)課的學習，認識到編程在生活中的廣泛應用，增強了信息意識。

-學生在學習和實踐中，關注編程與實際生活的聯系，提高了信息素養(yǎng)。

5.自主學習能力的增強

-學生在課后能夠自主完成按鍵控制實驗，培養(yǎng)了自主學習能力。

-學生在遇到問題時，能夠通過查閱資料、與同學討論等方式解決，提高了自主學習效果。

6.對編程的興趣和熱情

-學生在本節(jié)課的學習過程中，體驗到編程的樂趣，激發(fā)了學習編程的興趣。

-學生在實踐活動中，感受到編程帶來的成就感，增強了學習編程的熱情。課堂1.課堂提問

-教師通過提問的方式，檢驗學生對本節(jié)課知識點的掌握程度。

-提問內容涵蓋課程重點，如按鍵控制的基本原理、編程方法等。

-觀察學生的回答情況，了解學生對知識點的理解程度和運用能力。

2.觀察學生行為

-教師在課堂上觀察學生的操作過程，評估學生的實踐能力。

-關注學生的合作情況，如小組討論、分工合作等，評估學生的團隊協作能力。

-注意學生的參與度，如提問、回答問題、提出問題等，評估學生的學習興趣和主動性。

3.小組展示與點評

-學生分組進行實踐活動，展示實驗成果，教師進行點評。

-點評內容包括實驗過程、代碼編寫、團隊協作等方面，以激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)新精神。

-針對學生在展示過程中的不足，教師提出改進建議，幫助學生提高。

4.課堂測試

-教師在課堂上進行隨堂測試，檢驗學生對知識點的掌握情況。

-測試題目包括選擇題、填空題、編程題等，以全面評估學生的知識水平和實踐能力。

-根據測試結果，教師及時調整教學策略，確保學生掌握課程重點。

5.課后反饋

-教師通過作業(yè)、實驗報告等形式，了解學生的課后學習情況。

-對學生的作業(yè)進行認真批改和點評，及時反饋學生的學習效果。

-針對學生在作業(yè)中存在的問題，教師提出具體指導和建議，幫助學生克服困難。

6.學生自評與互評

-教師引導學生進行自我評價，反思自己在學習過程中的優(yōu)點和不足。

-鼓勵學生之間進行互評，相互學習、共同進步。

-通過自評和互評，提高學生的學習自覺性和自我管理能力。

7.評價方式多樣化

-教師采用多種評價方式，如課堂表現、作業(yè)、測試、實踐等，全面評估學生的學習成果。

-根據學生的實際情況，調整評價標準和方式，確保評價的公平性和合理性。教學反思與改進回顧這節(jié)課的教學過程，我覺得有幾個地方值得反思和改進。

首先，我覺得在導入新課環(huán)節(jié)，雖然我用了生活中的實例來激發(fā)學生的興趣，但是可能還是有些學生對于按鍵控制的理解不夠深入。我覺得在未來的教學中，我可以在導入時加入一些動畫或者視頻，讓學生更直觀地看到按鍵控制的效果，這樣可能更能吸引他們的注意力。

其次，我在講授新課的時候，發(fā)現有些學生對編程的概念還是有些模糊。比如，在講解代碼的時候，有的學生不太明白變量、函數等概念的具體含義。我覺得我可以在講解時，結合實際的例子，讓學生看到這些概念在實際編程中的應用，這樣可能更容易讓他們理解和接受。

在實踐活動環(huán)節(jié)，我發(fā)現學生們在動手操作時，有些學生遇到了問題，但是在解決問題的過程中，有的學生顯得比較迷茫，不知道從哪里入手。我覺得我在指導學生時，可以更加細致一些，給出更具體的步驟，或者是在課堂上多設置一些問題，引導學生一步步去解決。

在學生小組討論時，我發(fā)現有些學生不太愿意發(fā)言，可能是因為他們對自己的觀點不夠自信。我覺得我可以在討論前，先讓學生進行一些獨立的思考，鼓勵他們提出自己的想法，然后再進行小組討論，這樣可能會更有效。

至于改進措施，我打算在以下幾個方面進行改進：

一是加強課堂互動，增加提問和討論環(huán)節(jié)，讓學生在課堂上更多地參與到教學活動中來，提高他們的學習積極性。

二是針對不同學生的學習情況，進行分層教學，對于基礎較弱的學生，可以適當降低難度，給予更多的指導和幫助；對于基礎較好的學生，可以提供一些更具挑戰(zhàn)性的任務，激發(fā)他們的學習興趣。

三是課后加強對學生的輔導，通過布置一些有針對性的作業(yè)，讓學生在課后鞏固所學知識，并及時解決他們在學習中遇到的問題。

四是利用多媒體教學手段，如動畫、視頻等，豐富教學內容，提高教學效果。

五是加強對學生的評價，不僅關注學生的成績，還要關注他們的學習態(tài)度、合作精神等方面，全面評估學生的學習成果。內容邏輯關系①

-本文重點知識點：按鍵控制的基本原理

-重點詞句：按鍵、輸入、輸出、狀態(tài)、事件

-邏輯關系：理解按鍵作為輸入設備的基本工作原理，以及按鍵狀態(tài)和事件的概念。

②

-本文重點知識點：mixly軟件的基本操作

-重點詞句：mixly、Arduino、搭建電路、編寫代碼

-邏輯關系：學習mixly軟件的使用，包括連接Arduino板、搭建電路圖、編寫代碼的基本步驟。

③

-本文重點知識點：按鍵編程方法

-重點詞句：函數、變量、邏輯判斷、條件語句

-邏輯關系：掌握如何使用mixly軟件中的函數和變量來實現按鍵的編程，以及邏輯判斷和條件語句在編程中的應用。課后作業(yè)1.實驗題：

-題目：編寫一個簡單的程序，使用Arduino板和按鍵，當按鍵被按下時，在串口監(jiān)視器上顯示“按鍵按下”。

-答案：```cpp

#include<Arduino.h>

//定義按鍵連接的引腳

constintbuttonPin=2;

//變量存儲按鍵狀態(tài)

intbuttonState=0;

intlastButtonState=0;

voidsetup(){

//設置按鍵引腳為輸入模式

pinMode(buttonPin,INPUT);

//初始化串口通信

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

//讀取按鍵狀態(tài)

buttonState=digitalRead(buttonPin);

//檢查按鍵狀態(tài)是否改變

if(buttonState!=lastButtonState){

//如果按鍵被按下

if(buttonState==HIGH){

Serial.println("按鍵按下");

}

//延時以消除抖動

delay(50);

}

//保存最后的狀態(tài)

lastButtonState=buttonState;

}

```

2.編程題：

-題目：編寫一個程序，當按鍵被連續(xù)按下三次時，在串口監(jiān)視器上顯示“連續(xù)按下三次”。

-答案：```cpp

#include<Arduino.h>

constintbuttonPin=2;

intbuttonState=0;

intlastButtonState=0;

intpressCount=0;

voidsetup(){

pinMode(buttonPin,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

buttonState=digitalRead(buttonPin);

if(buttonState!=lastButtonState){

if(buttonState==HIGH){

pressCount++;

if(pressCount>=3){

Serial.println("連續(xù)按下三次");

pressCount=0;//重置計數器

}

}else{

pressCount=0;//重置計數器

}

delay(50);

}

lastButtonState=buttonState;

}

```

3.應用題：

-題目：編寫一個程序，當按鍵被按下時，控制LED燈亮起，松開按鍵時LED燈熄滅。

-答案：```cpp

#include<Arduino.h>

constintbuttonPin=2;

constintledPin=13;

intbuttonState=0;

intlastButtonState=0;

voidsetup(){

pinMode(buttonPin,INPUT);

pinMode(ledPin,OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

buttonState=digitalRead(buttonPin);

if(buttonState!=lastButtonState){

if(buttonState==HIGH){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

delay(50);

}

lastButtonState=buttonState;

}

```

4.創(chuàng)新題：

-題目：編寫一個程序，當按鍵被按下時，LED燈亮起，并且閃爍三次，然后熄滅。

-答案：```cpp

#include<Arduino.h>

constintbuttonPin=2;

constintledPin=13;

intbuttonState=0;

intlastButtonState=0;

voidsetup(){

pinMode(buttonPin,INPUT);

pinMode(ledPin,OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

buttonState=digitalRead(buttonPin);

if(buttonState!=lastButtonState){

if(buttonState==HIGH){

for(inti=0;i<3;i++){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(500);

}

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

delay(50);

}

lastButtonState=buttonState;

}

```

5.綜合題：

-題目：編寫一個程序，當按鍵被按下超過3秒時，LED燈保持亮起狀態(tài)；如果按下時間少于3秒，LED燈閃爍三次后熄滅。

-答案：```cpp

#include<Arduino.h>

constintbuttonPin=2;

constintledPin=13;

intbuttonState=0;

intlastButton